北京時間10月2日17時50分許,瑞典皇家科學院在斯德哥爾摩宣佈,將2018年諾貝爾物理學獎授予Arthur Ashkin, Gerard Mourou和Donna Strickland,以表彰他們“在鐳射物理領域的突破性發明”。在諾貝爾寫於1895年、要求設立五大領域獎項的遺囑中,物理學是他最先提到的領域。諾貝爾要求物理學獎被授予“在物理學領域作出最重要發現或發明的人”。他們的獲獎理論都應該如何認識和理解?他們的研究在我們生活中有什麼實際作用嗎?
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1 # 瀟軒
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2 # 物理文化與施鬱世界線
施鬱(復旦大學物理學系教授)
2018年諾貝爾物理學獎獎勵鐳射物理領域的突破性發明。阿瑟•阿什金(Arthur Ashkin)因為“光鑷及其在生物系統的應用”獲得其中一半,另一半授予傑拉德•莫雷(Gérard Mourou)和唐娜•斯崔克蘭德(Donna Strickland),以表彰他們“產生高強度超短光脈衝的方法“。
阿什金用用兩束相向傳播的鐳射束囚禁了粒子,然後他還利用光力與引力的平衡,將粒子懸浮起來。 後來阿什金與合作者發明了全光單束梯度力囚禁,也就是光鑷。光鑷方法最初是阿什金髮作為囚禁原子而發展的。但是阿什金開始將光鑷用於研究生物系統。為了減少損傷,鐳射需要處於紅外波長。阿什金用光鑷實現了囚禁和操縱病毒、細菌、活細胞。
1985年,莫雷和他的學生斯崔克蘭德發明了啁啾脈衝放大技術,使得鐳射強度提高很多數量級,可以達到非常高,導致了強鐳射脈衝。有很多應用,比如醫療,包括近視手術。
Arthur Ashkin還是比較有名的,而其他兩位得獎人則很不著名,所以這次諾貝爾獎很多科學媒體都沒有預測對,我覺得也是可以理解的。
Arthur Ashkin得獎的年紀比較大,應該已經超過了95歲,他應該是歷史上得諾貝爾獎歲數最大的科學家了。這一點現在媒體還沒有注意到,現在媒體主要關注的是Donna Strickland是一個副教授,她是55年再次出現的女性諾貝爾物理學獎得主。歷史上只有2個女性得過諾貝爾物理獎金,都是做核物理的。現在這個Donna Strickland是做光學的,其實從事光學的女性比從事核物理的要多一些的。Donna Strickland的得獎的工作是在她讀博士期間做的,這也很難得。在博士期間做的工作得諾獎的,比較有名的是德布羅意的物質波的工作。當然了,讀博士並不一定就做不了出彩的工作,比如像今年諾貝爾獎的熱門其實是量子資訊領域的艾斯派克特。艾斯派克特就是因為在博士期間做了檢驗貝爾不等式的實驗而變得非常著名。
Arthur Ashkin發明的光鑷很重要,因為它可以操控病毒細胞,在生物學上也有用。